6分钟步行试验多维实时监测系统.pdf

本发明提供了一种6分钟步行试验多维实时监测系统，具体地，所述的系统包括一患者终端，一医生终端，和一云端服务器，且所述患者终端通过第一通信链路向医生终端传输信息；所述医生终端通过第二通信链路向云端服务器传输需储存的信息。所述的系统可以在病人在步行试验的受试过程中对受试者的心率、血氧饱和度、呼吸频率等身体指标进行实时监测，从而提高步行试验的安全性和科学性，使试验结果更为精确和可靠。

1.  一种步行试验多维实时监测系统，其特征在于，包括：
患者终端，所述患者终端用于监测并采集患者在步行试验中的身体指标变化数 据；
医生终端，所述医生终端用于处理患者在步行试验中的身体指标变化数据；和
云端服务器，所述云端服务器用于储存患者在步行试验中身体指标变化数据；
其中，所述患者终端通过第一通信链路向医生终端传输信息；而所述医生终端 通过第二通信链路向云端服务器传输信息。

2.  如权利要求1所述多维实时监测系统，其特征在于，所述患者终端包括：一 心电采集装置、一血氧饱和度采集装置、一呼吸频率采集装置，以及一无线传输模 块；和/或
所述医生终端包括一个或多个数据处理单元、一个或多个数据存储单元、一个 或多个通信单元，和人机交互系统；其中，所述人机交互系统用于将信息采集和信 息处理的结果显示给医务人员；和/或
所述云端服务器包括一个或多个数据储存单元，以及信息传输模块；和/或
所述患者终端将监测得到的心电图信号、血氧饱和度信号和呼吸频率信号通过 第一通信链路实时输出至医生终端。

3.  如权利要求2所述多维实时监测系统，其特征在于，所述数据处理单元包括 一血氧饱和度计算模块、一心率计算模块、一呼吸频率计算模块、一心电图图形描 记模块；并且
当所述血氧饱和度模块监测到指尖氧饱和度＜90%时，所述血氧饱和度计算模 块对人机交互系统输出提示信号；和/或
当所述血氧饱和度模块监测到指尖氧饱和度≤80%时，所述血氧饱和度计算模 块对人机交互系统输出警告信号；和/或
当所述心电图图形描记模块监测到选自下组的一种或多种情况时，所述心电图 图形描记模块对人机交互系统输出警告信号：多形性室性早搏、阵发性室上性心动 过速、室速、室颤；和/或
当所述心电图图形描记模块监测到选自下组的一种或多种情况时，所述心电图 图形描记模块对人机交互系统输出提示信号：≥3次非恶性心律失常、新出现的T 波低平或倒置伴ST段变化；和/或
当所述呼吸频率计算模块监测到呼吸频率≥40次/分时，所述呼吸频率计算模 块对人机交互系统输出提示信号。

4.  如权利要求2所述多维实时监测系统，其特征在于，所述数据处理单元包括 一血氧饱和度计算模块、一心率计算模块、一呼吸频率计算模块、一计时模块；
并且，当所述计时模块开始计时≥2min后，所述心率计算模块监测到心率＜100 次/分钟且所述心率计算模块监测到心率＜(220-受试者年龄数)*80%次/分钟时， 发出运动强度不达标提示。

5.  如权利要求1所述多维实时监测系统，其特征在于，所述医生终端通过所述 第二通信链路将所述计算结果上传至云端存储器。

6.  一种步行试验多维实时监测方法，其特征在于，包括：
第一步骤，所述第一步骤包括监测并采集患者的身体指标变化数据；
第二步骤，所述第二步骤包括处理患者在步行试验中的身体指标变化数据；和
第三步骤，所述第三步骤包括储存患者在步行试验中身体指标变化数据和/或 步行试验结果。

7.  如权利要求6所述的多维实时监测方法，其特征在于，所述患者身体指标变 化数据包括：心率、血氧饱和度、呼吸频率、心电图。

8.  如权利要求6所述多维实时监测方法，其特征在于，将所述患者的身体指标 变化数据（信号）通过第一通信链路实时输出并进行数据处理。

9.  如权利要求6所述多维实时监测方法，其特征在于，所述数据处理包括计算 患者的指尖氧饱和度、心率、心电图和呼吸频率；且
当所述指尖氧饱和度＜90%时，所述血氧饱和度计算模块对人机交互系统输出 提示信号；
当所述指尖氧饱和度≤80%时，所述血氧饱和度计算模块对人机交互系统输出 警告信号；
当所述心电图出现选自下组的情况时，输出警告信号：多形性室性早搏、阵发 性室上性心动过速、室速、室颤；
当所述心电图出现选自下组的一种或多种情况时，输出提示信号：≥3次非恶 性心律失常、新出现的T波低平或倒置伴ST段变化；
当所述呼吸频率≥40次/分时，输出提示信号。

10.  如权利要求9所述多维实时监测方法，其特征在于，所述方法还包括：对 所述试验进行计时；且
当所述计时开始≥2min后，监测到心率＜100次/分钟且心率＜(220-受试者年 龄数)*80%次/分钟时，输出运动强度不达标提示；
优选地，所述方法还包括：将采集的患者身体指标变化数据以及计算结果上传 至云端服务器。

6分钟步行试验多维实时监测系统
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，具体地，本发明提供了一种用于6分钟步行试 验多维实时监测系统。
背景技术
1982年，Butland等将传统的用于评价慢性支气管炎患者的活动能力的 12min步行试验进行改进，推出了6分钟步行试验(six-minute walk test, 6MWT)，并被广泛运用至今。2002年美国胸科学会(American thoracic society, ATS)发布了6MWT的操作指导，包括适应证、禁忌证、实际操作的技术及安全 问题以及如何解释所获得的结果。在PubMed和CNKI等国内外大型数据库中， 可见上千篇关于运用6MWT评价慢性心功能不全、慢性气道疾病以及需要康复 训练等患者次极量活动能力的心得体会。
过往的指南仅要求医生在测试前和测试后分别记录患者的心率、指脉氧饱 和度、呼吸困难和疲乏程度(Borg量表)。允许患者在测试期间根据自我意愿， 因疲乏、气短或胸闷胸痛等不适随时停下休息。然而，患者自主症状描述的标 准非常模糊，且因人而异。有些患者在测试中已存在明显的心律失常或缺氧， 但自我感受不明显，可能导致严重并发症的发生。而另一方面，当一些患者自 诉不适要求停下休息时，医生无法准确地辨别其不适是否仅仅是由于依从性 差。因此，若要对患者进行有效的安全性保护，及早发现可能出现的严重并发 症，使试验安全、稳定地进行，就需要实时、系统、严密的监测手段和评价标 准。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够适用于6分钟步行试验的多维实时监测系 统。
本发明的第一方面，提供了一种步行试验多维实时监测系统，所述系统包括：
患者终端，所述患者终端用于监测并采集患者在步行试验中的身体指标变化数 据；
医生终端，所述医生终端用于处理患者在步行试验中的身体指标变化数据；和
云端服务器，所述云端服务器用于储存患者在步行试验中身体指标变化数据；
其中，所述患者终端通过第一通信链路向医生终端传输信息；而所述医生终端 通过第二通信链路向云端服务器传输信息。
在另一优选例中，所述患者终端还用于在步行试验中对患者发出警戒信号。
在另一优选例中，所述多维实时监测系统还包括第三通信链路，且所述医生终 端通过所述第三通信链路向所述患者终端传输信息。
在另一优选例中，所述患者终端是体外终端。
在另一优选例中，所述患者终端是非植入式的患者终端。
在另一优选例中，所述多维实时监测系统是6分钟步行试验多维实时监测系统。
在另一优选例中，所述患者终端包括：一心电采集装置、一血氧饱和度采集装 置、一呼吸频率采集装置，以及一无线传输模块；和/或
所述医生终端包括一个或多个数据处理单元、一个或多个数据存储单元、一个 或多个通信单元，和人机交互系统；其中，所述人机交互系统用于将信息采集和信 息处理的结果显示给医务人员；和/或
所述云端服务器包括一个或多个数据储存单元，以及信息传输模块；和/或
所述患者终端将监测得到的心电图信号、血氧饱和度信号和呼吸频率信号通过 第一通信链路实时输出至医生终端。
在另一优选例中，所述心电采集装置是便携式心电图记录仪。
在另一优选例中，所述血氧饱和度采集装置是指夹式脉搏血氧饱和度仪。
在另一优选例中，所述呼吸频率采集装置是呼吸频率记录仪。
在另一优选例中，所述的无线传输模块用于将所采集的身体指标变化数据传输 给医生终端。
在另一优选例中，所述的心电采集装置、血氧饱和度采集装置、呼吸频率采集 装置将采集的身体指标变化数据传递给所述无线传输模块。
在另一优选例中，所述无线传输模块是蓝牙无线传输模块或WIFI无线传输模 块。
在另一优选例中，所述患者终端还包括一计步器。
在另一优选例中，所述信息传输模块是无线传输模块或有线传输模块。
在另一优选例中，所述数据处理单元包括一血氧饱和度计算模块、一心率计算 模块、一呼吸频率计算模块、一心电图图形描记模块；并且
当所述血氧饱和度模块监测到指尖氧饱和度＜90%时，所述血氧饱和度计算模 块对人机交互系统输出提示信号；和/或
当所述血氧饱和度模块监测到指尖氧饱和度≤80%时，所述血氧饱和度计算模 块对人机交互系统输出警告信号；和/或
当所述心电图图形描记模块监测到选自下组的一种或多种情况时，所述心电图 图形描记模块对人机交互系统输出警告信号：多形性室性早搏、阵发性室上性心动 过速、室速、室颤；和/或
当所述心电图图形描记模块监测到选自下组的一种或多种情况时，所述心电图 图形描记模块对人机交互系统输出提示信号：≥3次非恶性心律失常、新出现的T 波低平或倒置伴ST段变化；和/或
当所述呼吸频率计算模块监测到呼吸频率≥40次/分时，所述呼吸频率计算模 块对人机交互系统输出提示信号。
在另一优选例中，所述提示信号是提醒受试者减缓步行强度(如降低速度、频 率、步幅等)的信号。
在另一优选例中，所述提示信号是提醒对受试者进行密切观察的信号。
在另一优选例中，所述警告信号是提醒停止测试并给予干预措施的信号。
在另一优选例中，在对所述人机交互系统输出所述警告信号时，还通过第三通 信链路向所述患者终端输出警告信号，提醒患者停止试验。
在另一优选例中，所述数据处理单元包括一血氧饱和度计算模块、一心率计算 模块、一呼吸频率计算模块、一计时模块；
并且，当所述计时模块开始计时≥2min后，所述心率计算模块监测到心率＜100 次/分钟且所述心率计算模块监测到心率＜(220-受试者年龄数)*80%次/分钟时， 发出运动强度不达标提示。
在另一优选例中，所述医生终端通过所述第二通信链路将所述计算结果上传至 云端存储器。
在另一优选例中，所述医生终端还可通过第四通信链路从云端存储器获取所述 计算结果和/或以往的步行测试结果。
本发明的第二方面，提供了一种步行试验多维实时监测方法，包括：
第一步骤，所述第一步骤包括监测并采集患者的身体指标变化数据；
第二步骤，所述第二步骤包括处理患者在步行试验中的身体指标变化数据；和
第三步骤，所述第三步骤包括储存患者在步行试验中身体指标变化数据和/或 步行试验结果。
在另一优选例中，所述患者身体指标变化数据包括：心率、血氧饱和度、呼吸 频率、心电图。
在另一优选例中，将所述患者的身体指标变化数据（信号）通过第一通信链路 实时输出并进行数据处理。
在另一优选例中，所述数据处理包括计算患者的指尖氧饱和度、心率、心电图 和呼吸频率；且
当所述指尖氧饱和度＜90%时，所述血氧饱和度计算模块对人机交互系统输出 提示信号；
当所述指尖氧饱和度≤80%时，所述血氧饱和度计算模块对人机交互系统输出 警告信号；
当所述心电图出现选自下组的情况时，输出警告信号：多形性室性早搏、阵发 性室上性心动过速、室速、室颤；
当所述心电图出现选自下组的一种或多种情况时，输出提示信号：≥3次非恶 性心律失常、新出现的T波低平或倒置伴ST段变化；
当所述呼吸频率≥40次/分时，输出提示信号。
在另一优选例中，所述提示信号是提醒减缓测试强度的信号。
在另一优选例中，所述提示信号是提醒对受试者进行密切观察的信号。
在另一优选例中，所述警告信号是提醒停止测试的信号。
在另一优选例中，所述方法还包括：对所述试验进行计时；且
当所述计时开始≥2min后，监测到心率＜100次/分钟且心率＜(220-受试者年 龄数)*80%次/分钟时，输出运动强度不达标提示；
优选地，所述方法还包括：将采集的患者身体指标变化数据以及计算结果上传 至云端服务器。
在另一优选例中，所述步行试验是用于评估患者(如慢性阻塞性肺疾病患者) 活动能力的6分钟步行试验。
应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例) 中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方 案。限于篇幅，在此不再一一累述。
附图说明
图1为本发明一实施例中多维实时监测系统的示意图；其中，各图例的意 义如下：
6为多维实时监测移动系统、11为第一通信链路、12为医生智能终端、13为 第一通信单元、14为第一数据处理单元、15为第一数据存储单元、16为人机交 互系统、17为第二通信单元、18为第二通信链路、19为云端服务器、20为第三 通信单元、21为第二数据处理单元、22为第二数据存储单元；23为第三通信链 路、24为第四通信链路。
具体实施方式
本发明人鉴于目前的6分钟步行试验方法存在的缺陷，经过长期而深入的 研究，提供了一种能够在试验过程中对受试病人的身体状况进行即时监测的多 维实时监测系统。所述的系统可以在病人受试过程中对受试者的心率、血氧饱 和度、呼吸频率等身体指标进行实时监测，从而保证在病人出现并发症时能够 及时给予救助，并使试验结果更为精确，可靠。
患者终端
所述的患者终端用于监测患者在步行试验中的身体指标变化，从而记录患者 的试验情况，并在并发症出现时及早发现并救治。
优选地，所述患者终端包括：一心电采集装置、一血氧饱和度采集装置、一 呼吸频率采集装置，以及无线传输模块。
所述的各个装置没有特别的限制，可采用任意体外多次测试装置，如指夹式、 贴片式采集或记录装置等。在本发明的一个优选例中，所述的心电采集装置是便携 式心电图记录仪、所述的血氧饱和度采集装置是指夹式脉搏血氧饱和度仪、所述的 呼吸频率采集装置是呼吸频率记录仪。在另一优选例中，所述的无线传输模块是蓝 牙无线传输模块或WIFI无线传输模块。
所述的患者终端还可以包括其他有助于及时发现患者在试验过程中出现的常 见并发症征兆的装置，和/或记录患者试验状况的装置，如，在另一优选例中，所 述患者终端还包括一计步器，用于记录患者的步幅、步速、单次实验中最长行走时 间等信息。
医生终端
所述的医生终端用于处理患者在步行试验中的身体指标变化数据，并根据所 述数据或数据的处理结果，向医生和/或患者输出提示信息。
所述的患者终端将监测得到的心电图信号、血氧饱和度信号和呼吸频率信号 通过第一通信链路实时输出至医生终端。
所述的医生终端包括一个或多个数据处理单元、一个或多个数据存储单元、 一个或多个通信单元，和人机交互系统；其中，所述的人机交互系统用于将信息采 集和信息处理的结果显示给医务人员。
其中，所述的数据处理单元包括一血氧饱和度计算模块、一心率计算模块、 一呼吸频率计算模块、一心电图图形描记模块；且
当所述血氧饱和度模块监测到指尖氧饱和度＜90%时，所述血氧饱和度计算模 块对人机交互系统输出提示信号；
当所述血氧饱和度模块监测到指尖氧饱和度≤80%时，所述血氧饱和度计算模 块对人机交互系统输出警告信号；
当所述心电图图形描记模块监测到选自下组的情况时，所述心电图图形描记模 块对人机交互系统输出警告信号：多形性室性早搏、阵发性室上性心动过速、室速、 室颤；
当所述心电图图形描记模块监测到选自下组的情况时，所述心电图图形描记模 块对人机交互系统输出提示信号：≥3次非恶性心律失常、新出现的T波低平或倒置 伴ST段变化；
当所述呼吸频率计算模块监测到呼吸频率≥40次/分时，所述呼吸频率计算模 块对人机交互系统输出提示信号。
在另一优选例中，所述提示信号是提醒减缓测试强度的信号。
在另一优选例中，所述提示信号是提醒对受试者进行密切观察的信号。
在另一优选例中，所述警告信号是提醒停止测试并给予干预措施的信号。
在另一优选例中，在对所述的人机交互系统输出所述提示信号时，医生终端还 可以向所述的患者终端输出警示信号，提醒患者停止试验。
云端服务器
所述的云端服务器用于储存患者在步行试验中身体指标变化数据；且所述的 云端服务器包括一个或多个数据处理单元、一个或多个数据储存单元，以及信息传 输模块。其中，所述的信息传输模块没有特别限制，可以是无线传输模块或有线传 输模块。
使用过程中，所述的医生终端通过所述的第二通信链路将所述的计算结果上 传至云端存储器，以记录并储存受试者运动时出现的病理生理变化信息，辅助判 断病情，或作为患者平时运动过程中的参考。
在另一优选例中，所述的医生终端还可通过第四通信链路从云端存储器获取 所述的计算结果，从而用作之后该病患进行6分钟步行试验时的参考。
所述数据保存于云端储存器，还可以用于定期对患者试验情况进行统计分析。 由于可以基于大量的共享样本进行分析，有助于研究人员对该实验的标准、推荐运 动强度等指标做出调整，有利于不同人种、年龄病患的个别标准的建立和完善。
在测试过程中，当发现反复发作的可能危及生命的心律失常，或严重的低 氧血症，及时叫停该测试，让患者休息、吸氧，必要时药物干预治疗；当患者 有不适要求停下休息时，医师可以知道患者在次级量运动时出现的病理生理变 化，指导患者平时的锻炼方法、时间和程度；当患者心率达到80-85%最大心率 (220-年龄数)的负荷量时，方能认为其符合试验的运动强度要求。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明 本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方 法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
如图1所示，本发明包括患者多维实时监测移动终端6、医生智能终端12、 及云端服务器19。
患者多维实时监测移动终端6采集患者的心电、血氧饱和度、呼吸频率数 据信息。患者多维实时监测移动终端6包括便携式心电图记录仪7、指夹式脉 搏血氧饱和度仪8、呼吸频率记录仪9、无线传输模块10(无线传输模块10可 以为例如具有蓝牙、WIFI等传输功能的模块)。便携式心电图记录仪7用于采 集患者心电数据，指夹式脉搏血氧饱和度仪8用于采集患者血氧饱和度，呼吸 频率记录仪9用于采集患者呼吸频率数据，上述三者通过无线方式传输至医生 智能终端12。
医生智能终端12可对数据进行分析。医生智能终端12包括第一数据处理 单元14，第一数据处理单元14分别连接第一通信单元13、第一数据存储单元 15、人机交互系统16及第二通信单元17。第一数据处理单元14包括至少一套 计算机程序，第一数据存储单元15包括例如病例数据存储服务器、数据库软 件。人机交互系统16包括显示器和一套程序，可将采集及经处理的信息显示 给专业医务人员。医务人员根据上述信息给出医疗建议(对于反复发作的可能 危机生命的心律时常，或严重的低氧血症，将及时叫停测试，给予患者休息、 吸氧，必要时药物干预治疗等)。第二通信单元17通过第二通信链路18(第二 通信链路17可以为例如网线、WIFI等Internet网络中的任意一种网络)传输 信息至云端服务器19的第三通信单元20。第一数据存储单元15存储所有的患 者数据和患者-医生的实时互动数据以保证真实性和可溯源性，并供调阅。
所述的第一数据处理单元14包括一血氧饱和度计算模块、一心率计算模块、一 呼吸频率计算模块、一心电图图形描记模块；当所述血氧饱和度模块监测到指尖氧 饱和度＜90%时，所述血氧饱和度计算模块对人机交互系统输出提示信号；当所述 血氧饱和度模块监测到指尖氧饱和度≤80%时，所述血氧饱和度计算模块对人机交 互系统输出警告信号；当所述心电图图形描记模块监测到选自下组的情况时，所述 心电图图形描记模块对人机交互系统输出警告信号：多形性室性早搏、阵发性室上 性心动过速、室速、室颤；当所述心电图图形描记模块监测到选自下组的情况时， 所述心电图图形描记模块对人机交互系统输出提示信号：≥3次非恶性心律失常、 新出现的T波低平或倒置伴ST段变化。
当所述呼吸频率计算模块监测到呼吸频率≥40次/分时，所述呼吸频率计算模 块对人机交互系统输出提示信号。
所述的提示信号用于提醒患者和医生减缓测试强度。当收到上述信号时，需要 引起医生注意，并对患者进行密切随访。
所述的警告信号是提醒停止测试并给予干预措施的信号。当出现上述信号时， 需要立刻停止测试。在对所述人机交互系统输出所述警告信号时，还可以通过第三 通信链路23向所述患者终端输出警告信号，提醒患者停止试验。
云端服务器19包括第二数据处理单元21，第二数据处理单元21连接第三 通信单元20、及第二数据存储单元22。云端服务器19将接收到的数据保存在 第二数据存储单元21，供医生及病人远程调阅。调阅时，医生终端通过第四通 信链路24从云端服务器获取信息。
本发明所述基于多维实时监测系统的6分钟步行试验法的流程具体如下：
第1步、分发多维实时监测移动系统至受测患者，指导患者佩戴；
第2步、开始6分钟步行试验法；
第3步、多维实时监测移动系统收集患者步行中的心电、指脉血氧饱和度、 呼吸频率；
第4步、医生智能终端收受测患者端发送的数据，并分析数据；
第5步、医生智能终端将分析好的数据发送至云端服务器。
测试例1
某某某，男性，68岁，慢性阻塞性肺疾病患者。6分钟步行试验开始前指脉氧 饱和度（SaO₂）98%，心率（HR）78次/分；试验开始后2分钟HR108次/分；总步 行距离401米，试验结束后指脉SaO₂93%，HR102次/分。试验过程中心电图未发 现心律失常和ST-T段变化，SaO₂未发现低于90%，呼吸频率最大为36次/分。试验 结果储存于云端服务器。
测试例2
某某，男性，76岁，慢性阻塞性肺疾病、肺心病患者。6分钟步行试验开始前 指脉氧饱和度（SaO₂）95%，心率（HR）92次/分；试验开始后2分钟HR124次/ 分；步行至2分18秒时SaO₂降至86%，HR128次/分，呼吸频率38次/分，心电图可 见房性早搏，医生智能终端接收到数据后，提醒患者放慢步行速度或适当停下休息； 总步行距离165米，试验结束后指脉SaO₂88%，HR122次/分。试验结果储存于云 端服务器。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献 被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后， 本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申 请所附权利要求书所限定的范围。